小型牧草收割机结构设计

1、小型牧草收割机结构设计第1章绪论1.1研究目的与意义我们国家改革开放以来，人民生活水平显著提高，生活的质量也得到了明显的改 善， 这都归功于经济建设的发展。经济建设的不断加快促进农业产业化机构调整，畜牧业随之 突显为主体，在农业经济中所占的比重越来越大。我国的牧草资源丰富，是巨大的天然宝 藏，据相关统讣我国共有各类天然草二十多种，有33亿亩草原，10亿亩草山坡地，占国土 面积的41.7%,居世界笫二位，同时我国的秸秆资源也是非常丰富的，可以生产大量的饲草。 饲草作为发展畜牧业的物质基础，成为畜牧业发展规模和速度的决定因素。山于这里 不能上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸C

2、AD/PROE.中英文 文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分 内容（U录及某些关键内容）如需要其他资 料的朋友，请加叩扣：2215891151随着农村现代化进程的加快，农业产业结构正朝着多元化的方向发展。南方农村地处 山丘陵区，具有适合奶牛、羊、鹅等畜禽养殖的良好条件，20多年来畜牧业发展较快，与 之相应的牧草种植面积也不断扩大。LI前牧草种植均为儿公顷至儿十公顷的中小型牧场， 田块大小不一，高低不平，大型牧草收割机械难以在这些地区作业，这些地理位置对牧草 收割机械要求的条件比较高。而大多数中小型牧场运作资金有限，不可能花巨资购置成套 的牧草收获机具，而且成套的牧草收割机获机械不够灵活，运

3、作大型成套的牧草收割机械 的费用比较高。现在种植牧草的品种主要为黑麦草、紫花苜蓿，这些品种韧性大，强度高， 人工用镰刀收割时刀口在很短时间就钝了，农户常将磨刀砖带到田头，经常磨刀，工作效 率低下。人员工资高，造成作业成本高，而且牧草在一个生长期内多次收割，急需适合中 小型牧场的收获机械。所以我们应该尽快找到一个合适的方法目的在于尽快解决牧草收割 的难点。牧草收获机械化技术在北美以及欧洲地区已经有非常成熟的经验，牧草收获机械的种 类也非常多，而我国的牧草收获机械化LI前仍处于起步阶段，牧草收获机械特别是苜蓿的 收获机械主要是山国外进口。无论是对进口机械还是国产机械，国内用户在购买时都应该 慎重，

4、仔细分析每种机器的特点、性能以及适应性，这样才能更好地使其发挥最大的作用， 为我国牧草产业的发展提供强大的装备支持同。由于我国畜牧机械业起步比较晚，在生产工艺、机械设计、加工设备和自动化控制 水平等诸多方面与发达国家存在着一定的差距。主要的原因是我国的牧草收割机的品种不 齐全，牧草收割的质量不能够达标，这样就会影响牧草的再生长，研究牧草收割技术的人 员少，标准不统一，再者农牧民的购买欲望不够强烈，严重影响了牧草收割机的快速发 展。发达国家在草原畜牧业各个生产环节大都已机械化。我国的牧草收割技术设备与发达国家相比有很大的差距，而且大多为仿造产品，品 种不全，主要的工作零部件机构参数选择不当，生产

5、技术不成熟，设备质量欠佳，远远不 能满足日益扩大的国内草产品生产加工设备市场的需要。提高国产产品质量，开发新结 构，无疑会畜牧业发展起到革命性的作用。虽然市场上国外产品质量较好，但价格太高， 不太适合国内市场的消费水平，所以开发性能良好、自动化程度高、外形轻巧美观，而且 价格适中的国产收割机将是我国牧草收割设备的关键机械之一，对促进饲草产业化继承会 起到举足轻重的作用。口前，我国牧草的种植收获主要依靠人工完成，劳动强度大，功效低，有时得不到 及时收获，难以适应规模化、商品化及市场发展的要求。小型牧草收割机普遍得到牧草专 业户的欢迎，能减轻牧草收获时繁重的体力劳动，同时减少工人割草的时候都牧草的

6、践 踏，还有工人用手工割草时对草根的伤害，使牧草生长的更旺盛，用牧草收割机割的草长 度一致，便于捆扎和运输，给剩下的环节带来了很大的方便。随着牧草产业的迅速崛起， 给牧草机械化发展带来了新的机遇，小型牧草收割机市场需求空间很大，前景广阔。1.2国内外发展历史及现状1.2.1国外牧草收割机的生产研究概况国外研制和生产牧草收获机械起步早，发展较快。尤其是美、德、法、意、日等发 达国家在该领域处于领先地位。1805年英国工程师托马斯普拉克内特获得了第一台割草机的发明专利，那是一台 装有环形刀身的笨重机器，而且运转不很理想。在1830年山埃温马丁制造的割草机类 似于今天使用的手扶滚筒割草机。早期应用普

7、遍的是往复式割草机，为了提高机具的生产 率，尽量加大割幅以及提高机具的前进速度。到了 20世纪70年代各国开始研制使用旋 转式割草机，利用高速旋转的割刀对植株进行无支撑切割的工具，具有结构简单，维护保 养时间少，不需要磨刀、换刀等优点。美国约翰迪尔公司和纽荷兰公司 U前是世界上最大的牧草机械制造商，美国约翰 迪尔公司牧草机械有13个品种49个机型；纽荷兰公司现生产12个品种25个 机型。 具有领先地位的产品有牵引式往复割草压扁机、自走式割草压扁机，如NEWHOLLAND471、488、499、1465型等，其结构特点：配有护刃器和短齿护刃器，才艮 据牧草作物生长情况选用，不发生堵塞现象；能手动

8、或液压调节切割器护刃器倾角，适用 于多石块、坡地的田间作业；可靠的齿轮箱驱动压扁辗，不需要调整任何链条等优点。 英国的Hesskm往复式割草机，如1275型，具有国际领先水平。传动系统通过变速箱及 主传动轴将动力送到割草机辗压轮，再经过二级变速箱通过皮带传到割刀；采用时间控 制，双动割刀，割刀速度为1800行程/分钟，两边各有一个平衡飞轮，以减少振动及帮助 割刀切割；其加强型刚性刀杆提供长久维护，护刃器经二次热处理，使其具有可靠的耐磨 性；采用可调浮动弹簧，使割刀能完全自山浮动；方便的护刃角调节，可适合不同地势及 作物状况等。世界著名牧草机械制造商约翰迪尔 John Deer和凯斯CAS厂商不

9、断研制 开发新型多功能联合收获机械，如CASE Combine Harvester515,整机性能优异，可收获40 多种农作物及牧草，操作方便，可黑耐用，可以毫不费力的应付潮湿倒伏密集的牧草及坡 地上的作物(6)。因此，国外牧草收获机械研究开发从整机性能上已日益完善。近年来，欧美等天然草场面积较大的发达国家的收割设备更成熟，结构参数更合 理， 更可靠，生产率也很高。国际著名的农机生产商如美国纽荷兰、约翰迪尔、凯斯公司，英 国福格森公司，韩国成元公司，德国威格公司和前进公司的收割机都已系列产生，这些设 备无论在机械结构、动力配套、液压系统还是控制系统设计方面都处理得很成功，一些新 的设计理论、最

10、新科研成果的应用在这些机械上都有体现。在一些发达国家，如美国牧草 收割机已全部实行机械化，有牵引发展成自走式，已发明出机器人式割草机，牧草业已成 为国民经济一大产业同。但由于国外的收获机械以大型为主，其机具转弯半径大，需要地头长，组织水平要求 高，价格昂贵，因此考虑种植方式，作业地块条件及农牧民经济发展水平等多种因素，国 外牧草收获机械在我省推广应用存在很大的局限性。1.2.2国内牧草收割机的生产研究概况我国牧草机械产业化起步晚。与许多的发达国家相比有很大的差距。在50年代 末海 拉尔机械厂生产出了新型的畜力割草机，同时还生产了引爆单刀割草机。60年代内蒙古畜 牧机械研究所进行了后悬挂双刀高速

11、割草机的研究，双动刀高速割草机接近当时国外同类 产品先进水平，山于某种原因约十年的时间停止了这方面的研究工作。70年代内蒙古和新 迫分别研制成单圆盘，双圆盘和四圆盘旋转式割草机，这些割草机适合于高密度的人工种 植和天然草场收割，具有割茬低等。我国在85年乂研制出了六盘全齿式旋转割草机。20世 纪80年代中期以来，我国对草地畜牧业投入严重不足，相对支持力度减缓棋至下降，使得 许多牧草机械制造企业纷纷转产或停产，再加 上我国与欧美等发达国家存在着技术差距和 制造手段、工艺等方面的差距，使得我国与国外同类产品的制造能力和水平的距离进一步拉大，其产品类型只有圆盘式旋转割草机、后悬挂往复割草机、机引单刀

12、割草机、指盘式 搂草机、圆捆、方捆打捆机等，U前，人们多热衷于讨论种植牧草的经济效益和环境效益， 但对于如何实现上述效益，讨论研究较少。由于严重缺乏适合农牧民的牧草收获机械，造 成农牧民种草丰产不丰收，或丰产欠收。尽管我国牧草收获机械，在引进、消化的基础上 也初步形成了散草、方捆、圆捆、压垛、二次加压打包作业工艺系统，但每种作业机械多 数为单一机型，各作业工序间机具与动力配套性差，特别是我国农村实行草畜双承包到户 生产责任制 以后，地块变小，用户不能根据自己的经营规模选择合适的机具，机具使用效 益不高，造成供需脱节。口前，我国生产的牧草收获机械的主要企业有3家（海拉尔牧业 机械总厂、宝昌牧业机

13、械厂和新媪畜牧机械厂）。海拉尔牧业机械总厂是全国牧草收获机 械的最大生产厂家。该厂生产的天然草场和低产人工草场的割、搂产品，技术上比较成熟， 且市场占有率高、量大而面广，但它在种植高产牧草的收割方面竞争力较小。LI前甘肃酒泉地区农机推广站研制成功新式的二圆盘旋转牧草收割机，正式通过技术 鉴定，准予批量生产，可收割各类高密度的人工种植和天然牧草。在2002年上海向明公司也自行研制出了圆盘后挂式割草机，它是利用拖拉机输出 的 动力和行走装置进行收割牧草作业。现在我们研究的方向是趋向方便和省时省力总体来讲我国牧草收获机械化水平还是很低，产品质量不稳定，品种单一，且草地单 位面积拥有整套割、搂、装、运

14、设备数量与美国相比差距悬殊。1.2.3国内外牧草收割机械切割部件发展概况切割部件是牧草收获机械的最主要的部件，国内外牧草收获机械按其切割部件的结构 分为往复式和圆盘式割草机；按其行走动力分为牵引式、半悬挂式、悬挂式、自走式割草 机;按照割草幅宽可为窄幅和宽幅式割草机。K往复式切割器割草机研究发展概况往复式割草机具有最悠久的历史。它适于收割天然牧草和种植牧草，具有割茬低而整 齐，牧草损失少，便于调整使用等优点，其发展过程是从畜力到机引；从牵引到悬挂。其 发展趋势是提高生产效率，一是提高前进速度，二是增加割幅。加大割幅将增加金属消耗 量，因此以提高前进速度更为有利。但为保证切割质量，必须同时提高切

15、割器切割速度。 山于切割速度提高，引起割刀往复惯性力大为增加，会造成机器震动和机件损坏，切割高 产或湿润牧草常产生堵刀现象。这种割草机虽有这些缺点，但U前仍作为一种标准机型被 国内外广泛使用和大量生产，并且在不断完善和改进。2、回转式割草机研究发展概况近年来，西欧山于种植牧草面积大量增加，并使用大量含氮肥料使牧草高大，茂密而 趋于倒伏。因此，回转式割草机得到迅速发展，它属无支承切割。切割器刀片安装在刀盘 上，并随刀盘一起回转进行割草，其前进速度高，有较高的生产率，不产生堵塞现象，更 换刀片简易，保养方便。但回转式割草机功率消耗较大，为10 6马力/米。（普通往复式 割草机为1 2马力/米，双动

16、刀割草机为4 8马力/米）工作幅重割区大，割茬不齐，碎 草多，且对地面的平坦程度要求较高。在牧草刚度小时易使割茬高度增加，因此较适于高 产硬杆牧草，在西欧比较盛行。第2章整体方案的确定2.1收割机类型的选择2.1.1按切割装置分类割草机按其切割装置来分可分为刀片往复运动和回转运动两类。根据相关的资料介 绍其两类割草机在收割时所需的动力不一样，往复运动的割草机所需的动力较小，所以 往复运动的割草机就成为了主流。如图2.1所示是两种割草机在收割时，所需动力的对 比叫所以本设计选用的割草机是往复式割草机。2.1.2往复式割草机的分类往复式割草机主要分为以下儿类：手扶拖拉机配套；乂分为前悬挂式和牵引式

17、。乘座式拖拉机配套；乂分为前悬挂式和牵引式。连杆式割草机；采用曲柄轮和连杆驱动的形式。无连杆式割草机；乂称作平衡驱动割草机，通过动刀的往复运动，在此过程 中所产生的不平衡又重锤吸收。以上的割草机都是固定式定刀，只有一个动刀，单动刀的运动频率低，容易卡滞堵 塞，难以适应柔性茎杆牧草的切割，而且工作时平衡能力差。双动刀割草机是两组刀片 相反反向切割。因此驱动装置和刀片支撑装置的构造比较复杂，但驱动时动态平衡较优 越，刀片的往复次数非常高，所以作业时相对比较快。结合当前养殖业的发展的特点，牧草机械的研制在机型上以小型为主，在研究内容上，重点解决劳动强度大，用工多的牧 业生产作业，考虑部分牧场的规模等

18、，所以本论文主要设计一种小型轻便的双动刀的往 复式收割机械。2. 2方案确定通过以上的分析和比较，选用双动往复式收割机。牧草收割机主要有动力源、切割系 统、传动系统、输送系统和行走系统组成。收割机的动力山柴油机提供。选择单缸两冲程的柴油机，它的额定功率为2.9kW,转速 为 2600r/min,外形尺寸为 166x196x208o切割系统，选用双刀片往复式。因为单刀片运动时，它的速度不能达到切割牧草所需 要的速度，双刀片割草机的速度是单刀片割草机的两倍。将回转运动变为往复运动采用双 曲柄机构。传动系统中动力山柴油机发动机皮带轮输出后，经三角皮带轮和一对锥齿轮两级减速， 并改变传动方向后传递给曲

19、柄主轴，在经过联轴器将动力传递给凸轮轴，带动刀片进行切 割，同时，切割器曲柄主轴经一对小链轮将驱动力传递给输送系统。减速器中采用锥齿轮 传动。输送系统采用皮带传输，传输带上装有拨齿，将牧草输送到收割机的右侧。行走系统，LI前行走系统采用人工推行，暂时不考虑机动行走，这样也是为了从经济 方面考虑。行走轮的直径为250mmo小型牧草收割机要能适应目前主要种植的黑麦草、紫花苜蓿和三叶草等品种。这些品 种在形状、性能上差异较大，切割强度明显不同，故对牧草切割装置要求较高，对刀刃型 式、切割运动速度及相关参数都要有兼容收割能力。牧草机的动力机型要小巧，工作可靠； 操作上要简单便利，整机轻便，价格低廉。根

20、据以上原则，并结合牧 草收割的农艺要求， 本论文所设计的小型牧草收割机的主要技术参数：配套动力：柴油机2.9RW :割幅：1 m；割茬高度：45mm左右；切割形式：双动往复式；适用作物高度：600mm左右；刀片刃口:平面形；刀齿间距:39mm ;刀片运动速率：1800次/min；前进方式：手扶推行式；操纵人数：1人；工效:334m2/h左右。2. 3本章小结这一章主要是确定小型牧草收割机总体的设计方案。确定割草机的类型为双动往复 式收割机。其中的切割系统中采用双动刀片；传动系统中减速器采用锥齿轮传动；输送 系统采用带传动。这一章主要是设计小型牧草收割机的大体的方案，为以后的设计做准 备。第3章

21、切割系统的设计3.1切割器主要参数的分析切割器是各种收割机最主要的部件，其工作效率和作业质量直接影响整机性能。LI询割草机上普遍采用往复式和回转式切割器。因回转式切割器切割功率消耗大，对地面 的平坦程度要求较高，不适应于山地、丘陵、梯田等地段，因此选用普通I往复 式切割器 。在工作时，柴油机输出回转动力，经过输入轴将动力传输给曲柄主轴，再经曲柄机构 变为往复运动。3.1.1往复式切割器影响切割质量的因素分析切割速度匕与进给速度匕之间的关系，用切割速比来描述。在动刀高度一定时，重 割区和空口区的大小与机器前进速度匕和曲柄转速有密切的关系，其关系用切割进程H表 示。数学式为(3.1)式中Kr机器前

22、进速度(m/s)；t割刀运动一个行程时间。因为往复切割器割刀运动一个行程，曲柄转动180,其时间为f30(3.2)=1将(3.2)代入(3.1)得(3.3)式中n曲柄转速(r/min)。因牧草稠密多汁，切割阻力大，往复式割草机切割速度应大于2.15m/s。但切割速度 太大，惯性力增加，引起机器震动，因此选择适宜切割速度是关键，曲柄主轴转速738 r/mino 曲柄旋转一周，割刀完成两个行程，则割刀平均速度匕为匕=-(m/s)(3.4)738x381 叫./ 1.87 ni/s15x1000式中r曲柄半径(mm)；曲柄转速(r/min)。V因为切割速比后 上将(31) (3.3)代入整理得(3.

23、5)现有割草机H二(1.1.5) /?代入(3.5)式得X= (3.6)(1.11.5)/?h动刀刃高度(mm),标准I型切割器动刀刃高度h为54,代入(3.6)得X=二 0.941.28(1.11.5)x54为保证切割质量，实际切割速比应大于理论切割速比，理论进给速度吆取机器稳定行 驶所允许的最高速度。3.1.2技术参数的分析和评价当曲柄主轴转速为738 r/min,切割器平均速度匕=1.87m/s，收割机平均作业速 度 V牛0.99m/s,切割器选标准I型，为保证切割质量，应选择恰当的切割速比。切割 速比一般 大于1.023，本机在平均工况下A = Vp/V,n =1.871.02，故本机

24、的设计是合理的。3. 2凸轮轴的设计切割时为实现从旋转运动到双刀的往复直线运动，必需有一个中间传动机构，该机构 就是双曲柄机构，采用偏心轮式结构，山两偏心轮和凸轮轴组成。曲于本文设计的是双刀 割草机，驱动机构的受力情况正好相反，相互抵消，所以凸轮轴平衡能力较好，就不需要 校核计算了。3.2.1凸轮轴的设计凸轮轴的动力是经曲柄主轴通过联轴器传动动力，故该轴的输入功率是2.45RW,轴的 材料选用 40Cr 调质，二 112 97, r=35 55MP，轴的转速 n=738r/min，则讣算轴的最小轴径XXXXXXXXXX此处删除无数+N个字，完整设讣请加扣扣:2215891151 z = 10m

25、m套杯的设计在减速器中的输入轴上两个轴承组合在一起，应采用套杯使轴承的固定和拆装更为方 便，套杯的结构，形状及轴向尺寸视需要而定，套杯的内径即为轴承的外径，套杯的厚度 取 S=6mmo4. 4本章小结本章主要是设计整个装置的传动系统，确定传动系统比的分配，计算出切割系统和 行走系统的功率需求和传动效率。根据传动比进行锥齿轮的设计，确定锥齿轮的有关参 数，并进行校核讣算。箱体设计中主要进行箱体结构的分析和确定箱体的结构尺寸；附件 设计中包括轴承盖的设计和套杯的设计。轴承盖的设计主要确定其类型、结构和尺寸；套 杯的设计主要是结构分析和尺寸的确定。第5章输送系统的设计收割机的输送系统直接影响着收获质

26、量。立式割台往复式切割器其输送系统不仅应 即时将切割的牧草输送到一侧，还应铺放均匀整齐，形成一定的形状和疗度，以利于干 燥。因此，本研究试验的目的是选择合理的输送速度和输送机构。5. 1 输送带速度计算合理的输送速度应使输送带单位时间内输送的牧草量等于收割机同时间内收割的牧 草量，如图5.1所示。即V Bq、二吟切2式中匕 机器前进速度;(5.1)图5.1输送带B 机器作业幅宽（B =lm）；输送带速度;h 牧草层厚度（拔齿高度）；q、一一牧草生长密度（株/M?）； q.牧草在输送带上的集密度（株/Mz） o取k二qjq.为牧草积集系数所以输送带速度计算公式(5.2)1Z VmBq. VmBV

27、 =hq2 hk因牧草稠密取20,作业速度为匕二1.46 l.99m/s,则(1.46149)x1J 1.46 1.99 ni/s发动机动力经小链轮传给输送系统主轴，其转速=738r/min输送带轮D=(p90nun，因 此输送带线速度为-=738X344X90 =3.48 m/s 一 6060 x10005.2.1 输5.2输送系统参数确定其主要参数有输送带尺寸、拨齿高度、间距，输送带高度和割台前伸量等。送系统中带传动的设计1、选用胶帆布平带传动。2、带轮的直径心4=(11001350)算=(11001350) Q 黛=76.68-94.12 mm参平带轮的直径表选4 =90 mm3、带速”

28、-344X90X738 = 3.48 150。a1000/nv一y = 2 - 704 yJJ max羸=6 10oJ - L/j =2.25 3 U0 30 J 按胶帆布平带规格选标准值，贝lJj = 3mmo10、带的截面积AlOOKf式中k A 工况系数，查工况系数表得/G=l.0 ；P.胶带单位截面积所能传递的基本额定功率，查胶帆布带单位截面积传递的基 本额定功率乙=llkW ；Ka包角修正系数，查表22.1-32得心=1.00 ；心一一传动布置系数，查表22.1-33得Kq = O8。100 x1x0.25* 八A -=28.41 mnrl.lxlx0.811、带宽bA 28.41

29、伯b = = 9.47 mmJ 3选取标准值，贝J/?=12mmo12、作用在轴上的力e = 2r A sin A- = 102.28 N02式中 带的预紧应力，b = l8MPa。13、带轮的结构与尺寸带轮的材料v zmin ( zmin =9),应参照链速和传动比选取推荐Zl=17o3、两链轮是同比传动，即心1则二石=17。4、张紧链轮的齿数石二召=17。5、设计功率K、P(5.4)n=心心式中ka工况系数，查工况系数表得ka = oK-小链轮齿数系数，查小链轮齿数系数得K =0.887；Km多排链排数系数，查多排链排数系数得Km=.则1 x 2.70P. = 3.04 kWd 0.887

30、x16、链条节距选用根据设讣功率和小链轮转速山小链轮齿数标准A系列滚子链的额定功率曲线图选用合适的节距，选用08A系列的链子则p = 12.7mm。7、验算链轮轮毂孔径dkd山皿链轮轮毂孔的最大许用直径，查链轮轮毂孔的最大许用直径心叭=34心=268、初定中心距4根据结构要求，则q =510mm。9、链长节数l合理式中以节数表示的中心距初定值，6/（）=八=40.157 ； P10、链条长度么2龙J则=97.31圆整为整数并取偶数，则L =96么=如.2192m100011、理论中心距da = ( Lp -zA = 501.65 mm12、链速vv =60 x100013、滚子链链轮尺寸 链轮

31、材料选用45链轮齿数z = 17配用链条的节距p = 12.7,滚子外径dr = 7.95 mm分度圆直径d = 69.12 mm;1Wsinz齿顶圆直径“max = +1.25 p 一 = 77.05 mm6 p - 4 = 72.68 mm七取心=74 nim齿根圆直径1 = d q =61.17 mm分度圆弦齿高0.625+p0 5d=4.56Z mm化 mm =0.5 ( p-t/r) = 2.375 mm取 =3.56 mm o齿侧凸缘直径1 QQd pcot1.04/7-0.76 = 54.64vz式中li 内链板高度，/? = 12.07mm :取心=52 mm。5.4输送主轴的

32、设计及强度校核5.4.1输送主轴的设计收割机的输送主轴是通过曲柄轴中间小链轮传递给动力，山前面的计算，输送系统的 功率为0.25kW,轴的材料选40Cr调质钢，Ao=112 97 , t=35 55 MP,轴的 转速为 n=738r/min，则计算轴的最小轴径。(5.6)取 A()建im.ni=6.97 mm“ V 738山于轴上开键槽，考虑键槽对轴的强度削弱，应增大轴径，一般有一个键槽时，轴径 增 大3%左右,有两个键槽时应增大7%左右,然后圆整为标准直径，因此图5.2输送主轴的结构示意 图 n(l + 7%) 0=78 将圆整成 10mm o 该轴的结构示意图见5.2。5. 4. 2确定各

33、轴段的直径和长度由示意图可知轴上零件的定位及拆装顺序，即可111此得出轴段最小直径在处，上安装圆螺母以固定皮带轮则段直径d严16mm,=36mm。轴段上安装皮带轮，则段的直径和长度等于皮带轮轮毂的孔径和长度，即d,= 18mm, L. =34mmoJ二轴段上安装轴承及外圈定位的轴承端盖，轴承选用6204型的深沟球轴承，则该段 的轴径等与轴承的内径值，查机械设计实践，得=20mm,A=60mmo轴段是轴承内圈定位的轴肩，则根据轴承定位尺寸4 = 26mm, L4 = 28mm。轴段上安装弹性挡圈以定位链轮，故心=18mm,A=4mmo轴段上安装链轮，则该段的直径和长度为链轮轮毂孔直径和长度，”(

34、，=26mm, L6 =36 mm。轴段上也是安装弹性挡圈以定位链轮，故t/7=6/5 = 18mm, A二 L5=4mmo轴段是轴承内圈定位的轴肩，故二4 =26mm,A=28mmo轴段上安装轴承，即v/ =20mm,A=12mmo5.4.3输送主轴的受力分析轴的受力图见5.3o因为链轮输入的动力为0.25kW，输送主轴的转速n=738r/min, ill此可计算出输送 带轮 上的圆周力FP0 25F = 1000- = 1000 xA = 71.84Nv3.48由于输送带轮为平带，宽12mm，带厚J=3mm，故带的截面积人=防二36带 的预紧力 一般为7 =1.8 MPa,且主从动轮的直径

35、相同，0 = 180o，则作用在轴上的压力Q!Q =2Absin(q/2)= 129.6N输送主轴小链轮上的圆周力和轴压力与曲柄主轴的小链轮受力大小一致，即F=耳=93.98 N=108.08 N山轴上受力分析可计算轴上的支反力粘、R“，最大应力吃=250.3 IN R112 = 249.69 N 虬广 16.72 N图5.3输送主轴的受力图5. 4. 4输送主轴的强度校核由上面的弯矩图分析可知最大应力在右端轴承处，% =孕。(5.7)查轴的常用材料及其主要机械性能表(6)可知40Cr调质时7A=981 MPa根据巧，值查轴的许用弯曲应力表得轴的许用弯曲应力o- = 90MPa a(5.8)式

36、中W轴计算截面的抗弯截面模量mm3 ;W = ;r/32aO l/16.72xlO3c W 0.1 0.1x205. 5本章小结=20.9 MPcr故安全。a本章主要是进行输送系统的设计，确定输送带的速度，输送带尺寸，拔齿高度和间 距，输送带高度和割台前伸量的值，设汁输送系统中的带传动和链传动。并根据相关参数 进行输送主轴的设计。在设计轴时确定了各轴段的直径和长度及校核计算。本论文所研究的割草机是一种小型的牧草收割机。LI前，我国牧草的种植收获主要依 靠人工完成，劳动强度大，功效低，难以适应规模化及市场发展的要求。本论文所设讣的 小型牧草收割机能适当的减轻牧草收获时繁重的体力劳动，同时也符合牧

37、草收割机的农艺 要求，其主要特点如下：小型牧草收割机机结构紧凑，小巧灵活，转移方便且操作简捷，整机通过性 能 好，适应性强，可收割山川、丘陵、梯田，套种田等中小块牧草，且对草地无任何负作用， 克服以往机械连年使用使草地退化的缺点。小型牧草收割机的切割装置采用往复式双动刀切割器，这对收获黑麦草为主的 柔性茎秆特性的牧草品种具有较好的适应性。切割器的往复运动频率已达到或超过国际上先进机型1650 次/min的运动速度，已达2000次/min,在相同的时间里切割刀切割牧草的面 积明显比以前的割幅大。刀片与刀杆构成一体，避免了刀片和刀杆在高速运动时，动作不 一，出现晃动，并且刀片采用光刃，切割牧草的阻

38、力小，割茬平整。小型牧草收割机的减速器采用的是锥齿轮传动，改变传动方向。小型牧草收割机整机性好，基本都是通用标准件，普通材料制成，易造耐用。维 护、保养运输方便、经济。小型牧草收割机技术参数和性能指标已达到了预定的要求。随着牧草产业的迅速崛起，给牧草机械化发展带来了新的机遇，小型牧草收割机市场 需求空间很大，前景广阔。参考文献I曾德芳等.牧草在发展畜牧业中的地位EB/OL.中国牧业网，2003. 张家年.标准型切割器切割图的计算分析J.农业工业学报，2001 (3) : 85-8&3东北农学院主编.畜牧业机械化M.北京农业出版社，1989,11.4刘学明.进口牧草收割机及配套方案选M.北京：中国工业学报，2003.习马晓春.割草机的设计与动态特性研究D.吉林：东北林业大学，2005.王三民，诸文俊主编.机械原理与设计M.机械工业出版社，2000.7成大先.机械设计手册第3卷M机械工业出版社,1988.8孙晓梅.旋转割草机技术条件R.北京：国家机械局，1997.9张华.2002年中国环境公报.森林/草地R北京：中国